定向井抽油杆柱组合设计探讨

在分析抽油杆柱载荷的基础上，从定向井抽油杆柱通常装有多个导向扶正器的特点出发，应用纵横弯曲连续梁理论给出求解带扶正器的抽油杆柱任意截面处轴力、弯矩和挠度的计算公式。进而以ＡＰＩ推荐的强度设计准则作为设计依据，提出了有利于直井的定向井抽油杆柱组合设计程序，并给出了计算程序框图。最后以某油田某井作实例，给出了计算参数和设计结果。     

几种抽油杆柱设计新方法

将玻璃钢抽油杆柱当作一个弹簧质量振动系统来处理，可计算其自然频率。抽油机转速与抽油杆柱自然频率的比值，可作为理解玻璃抽油杆的性能以及预测深井泵冲程长度的基础。     

抽油杆柱设计方法剖析

本文在分析抽油杆柱强度设计的折算应力法和修正的古德曼应力图法的基础上,提出了等应力范围设计方法和计算机程序。     

用弹簧－质量模型设计铝合金抽油杆柱

根据铝合金抽油杆柱的特点，将其简化为弹簧－质量模型；折算该杆柱的总质量与总刚度后，应用振动理论求得杆柱振动频率，进而采用ＡＰＩ推荐的方法设计铝合金抽油杆柱。计算表明，利用铝合金杆柱的低密度特性可以显著降低抽油机悬卢、载荷与曲柄扭矩；利用其机械共振特性有利于提高井下果效率，对深抽井有重要意义。     

一种用于斜井抽油杆的设计与预测方法

目前斜井抽油杆的设计实际上常采用广泛用于直井抽油杆设计的方法,由于抽油杆在斜井的受载、变形与抽油杆在直井中的差异,采用在直井设计中的方法来分析、计算在斜井中的抽油杆将导致较大的误差。由于斜井的几何形状和产生了弯曲的油管使得抽油杆在斜井产生了与纵向位移相对应的横向位移,在这种情况下,负载—挠度的计算方法就将变得更为复杂。而且,在斜井通常沿抽油杆整个长度方向上的任何横截面上都有可能有六个应力分量或者有外力的作用,除此之外,采用在直井设计中的方法要解决抽油杆与油管之间的干摩擦以及抽油杆与油管之间的接触等问题也是十分困难的。     

抽油杆柱纵向螺旋弯曲对脱扣的影响

抽油杆柱在下行程时,杆柱中和点以下部分受压失稳,发生包括扭转和弯曲在内的空间螺旋弯曲变形。杆柱接头螺纹在失去预紧力和受振动力作用下产生松扣,弯曲变形扭矩则加快了下部接头的脱扣速度。为预防或减少抽油杆柱脱扣,一是减少或避免抽油杆柱发生螺旋弯曲变形,二是上紧接头螺纹,达到要求的上扣预紧力。     

玻璃钢杆与钢杆混合抽油杆柱动态模型的解析法研究

在一维波动方程的基础上，建立了玻璃钢杆与钢杆混合抽油杆柱的动力学模型。这种模型考虑了两种杆柱材料性质差别、钢接箍集中质量和液体粘滞阻力对玻璃钢杆柱的动力学影响，以及抽油泵边界条件中带有未知状态转换时间参数。针对这种含待定参数的定解条件，建立了求解数学模型的解析方法。实际计算表明，理论计算值和实测结果基本吻合。     

玻璃钢抽油杆抽油技术在中原断块油田的应用

中原油田由于其特有的许多复杂地质特点，现有的深抽配套技术难以适应。玻璃钢抽油杆，由于其重量轻，弹性好，抗腐蚀等优点，弥补了目前深抽配套的缺陷。由于玻璃钢抽油杆在国内使用较少，本文简要地介绍了玻璃钢抽油杆的生产工艺，玻璃钢抽油杆与铜质抽油杆的性能对比及玻璃钢抽油杆超行程的机理。由于玻璃钢抽油杆具有一些区别于钢质抽油杆的特点，本文根据国内外的应用情况，重点介绍了玻璃钢抽油杆的设计原则，设计方法以及在设计中需要注意的一些问题，同时也简要介绍了玻璃钢杆在管理方面应注意的事项。最后，简要地介绍了玻璃钢抽油杆在中原断块油田的应用效果及综合效益评价。     

定向井抽油杆柱优化设计研究

针对目前定向井抽油杆柱设计存在的问题，通过定向井杆柱受力分析，综合考虑惯性力和粘滞阻力及管杆泵之间的摩擦力等，建立抽油杆柱力学三维动态模型，从而确定了抽油杆柱、扶正器优化设计的方法。     

用简易公式法设计玻璃钢-钢混合抽油杆柱

以往对玻璃钢-钢混合抽油杆柱的设计方法有半经验公式设计法、API设计法和预测模型设计法。目下提出一种简易公式设计法,其方法使用简便,用它进行了实例计算。实践证明,计算精度能满足工程需要。     

定向井抽油杆柱有限元优化设计方法

提出采用有限元法对定向井抽油杆柱进行优化设计的方法作出基本假定,建立了力学模型,通过空间直梁单元刚度矩阵以及外载和等效节点力计算,提出了定向井抽油杆柱有限元优化设计步骤,为定向井选择抽油杆柱提供了理论依据.     

抽油杆柱的受力分析

目前关于作用在抽油杆柱上的各种力的检测以及那些使油杆柱产生弯曲趋向的载荷的关系已经存在。在反对真实力作为杆柱弯曲的决定参数的同时，应把重点放在有效力上，实例计算显示了有效张力在上部杆柱以及近泵处抽油杆柱的分析及加重杆设计中的重要地位。     

抽油杆柱脱扣的机理分析

在分析抽油杆柱各部分工作特性的基础上, 就各种扭矩的作用方向、大小和时间对抽油杆柱脱扣的影响作了机理分析。分析结果表明：（１） 扭制钢丝绳的变形扭矩Ｍｇ 在上下行程变向是杆柱脱扣的主要影响因素;（２） 中和点以下杆柱螺旋弯曲产生的扭矩Ｍｎ 主要在螺旋弯曲段对杆柱发生作用;（３） Ｍｇ 对杆柱中上部的作用大, 使杆柱在中上部脱扣的几率较大, 但由于中和点处于杆柱下部, 其附近杆柱受Ｍｇ 和Ｍｎ 作用变化最为频繁, 且还承受附加弯矩Ｍｎ 及轴向压力作用, 故杆柱下部脱扣的频率反而最高。     

抽油杆柱振动载荷分析

应用机械振动理论对抽油杆柱的振动载荷进行了分析，其结果表明．由抽油杆柱的振动所引起的附加动载是相当严重的。适当降低抽油机的冲次和加大冲程长度可以有效地降低抽油杆柱的附加动载。     

抽油杆柱稳定性问题的研究

目前对抽油杆柱产生多次螺旋屈曲变形的临界力、屈曲变形后偏磨点的位置、抽油杆柱屈曲变形后的杆柱形状及屈曲变形规律还没有一个统一而完整的认识。为此 ,建立了抽油杆柱屈曲变形时的微分方程 ,在考虑整个抽油杆柱及其两端约束条件的基础上 ,推导出垂直井筒中抽油杆柱产生多次屈曲时轴向临界力及偏磨点位置的计算公式 ,绘制出垂直井筒中抽油杆柱多次屈曲变形时的图形。研究分析表明 ,抽油杆柱最大弯曲变形始终发生在中和点附近 ,并且随抽油杆屈曲次数的增加 ,各波形顶点下移 ,波长变短 ,同时屈曲变形的临界载荷也增大。     

水平井抽油杆柱接触摩擦试验研究

介绍了水平井抽油杆柱模拟试验架和模拟试验情况。通过模拟抽油杆柱和接箍与管壁的接触状态，测定摩擦力随负载的变化曲线以及负载－应变曲线，可为水平井抽油杆柱的受力分析和模拟试验的定量研究提供依据和方法。试验井身的轴线为同一平面内的直线段和曲线段。井口用机械传动方式模拟杆柱运动；井底采用重块加载来模拟杆柱的泵挂负载；负载变化通过增减加重块实现；悬点力采用全桥应变片电路通过静态应变仪测定。这项试验为水平井抽油杆柱的三维有限元分析提供了对比数据。     

玻璃纤维抽油杆设计依据

机械采油系统应用玻璃纤维抽油杆,作为钢抽油杆在含硫的化合物中和在腐蚀性很强的抽油井中减少失效的一种方法,最初是在1973年发展起来的。显而易见,玻璃纤维抽油杆很快在抽油杆方面占有额外的优势。例如: ·由于深井泵的超冲程运行, 可以增加产量; ·降低地面抽油机系统应力; ·降低采油成本。尽管起初由抽油杆质量控制、低劣的杆柱设计以及不正确使用而引起的一些难题,可是玻璃纤维抽油杆系统现已成为机械采油的一种可靠方式。跟其它采油系统相比,由于玻璃纤维抽油杆系统具有低的投资成本要求和较低的运行成本,因此它近来被广泛应用。不过跟钢抽油杆系统相比,必须采用更为严格的设计程序。一项由加拿大石油公司应用的最佳设计程序在文内作了概述。在“总体”设计方法中,论述了加拿大石油公司关于玻璃纤维抽油杆系统的经验,包括有把玻璃纤维抽油杆效益提高到最大限度的一台特殊设计的抽油机的应用。该抽油机在加拿大曾是投入运行机型的第一种。     

抽油杆柱条件疲劳极限可靠性设计法

回顾了钢材的Ｐ—Ｓ—Ｎ曲线。由于工程上一般给出的Ｓ—Ｎ曲线是指存活率Ｒ＝５０％时的疲劳曲线，它不能保证抽油杆使用的可靠性。为此，提出将可靠性方法引入抽油杆组合设计中，这对于提高抽油杆的使用水平是十分有益的